Третья часть опыта была контрольной и решающей. Она состояла в том, что теперь собаке первым подавался звуковой раздражитель (снизу и сбоку, как и в первой части эксперимента). Рассуждение авторов заключалось в том, что если в первой части опыта между «пунктами» светового и звукового раздражителей действительно образовалась новая нервная связь, то по ней возбуждение из звукового центра перейдет на световой центр, а от него - по связи, воспитанной во второй части опыта, - на центр слюноотделения; таким образом, звук, который никогда не был связан со слюной, вызовет ее выделение; если же связь «свет - звук» была только «психологической, то звук вызовет лишь поворот на себя, но слюноотделение не наступит.

И вот, в третьей, контрольной части опыта, когда был подан звуковой сигнал, он вызвал не только поворот на себя, но и отделение слюны! Правильным оказалось предположение, что в первой части опыта между центрами светового и звукового сигналов образовалась новая условная нервная связь. Она образовалась на одном сочетании двух чисто ориентировочных раздражителей, без всякого делового подкрепления. Значит, ориентировочное подкрепление является таким же действенным, как и всякое другое: одно подтверждение ожидаемого (по сигналу А) события (Б) может служить полноценным подкреплением для образования новой, нервной, условной связи между А и Б.